數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀測量結(jié)果的不確定度分析與評定

聶于佳 滕恒

重慶市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院 重慶 401121

1 概述

1.1 測量依據(jù)

依據(jù)JJG617-1996《數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀檢定規(guī)程》校準(zhǔn)數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀。

1.2 被測對象

數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀，（0-600）℃，分辨力為0.1℃，搭配E分度熱電偶。

1.3 測量方法及主要設(shè)備

數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的測量，本評定方法采用直接比較法。將熱工儀表校驗(yàn)儀作為輸出端，連接被校數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀，數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的示值與熱工儀表校驗(yàn)儀輸出溫度理論值差值即為測量結(jié)果[1]。

2 測量模型及不確定度來源分析

2.1 測量模型

測量模型以示值誤差的形式給出，如公式（1）所示：

式中：Y—被測數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀示值誤差；

t—被測數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀示值；

T—標(biāo)準(zhǔn)（熱工儀表校驗(yàn)儀）換算后指示的溫度值。

2.2 不確定度傳播率

2.3 不確定度來源

1、輸入量t的不確定度u（t）：

（1）被校數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1；

（2）被校數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2。

2、輸入量T的不確定度u（T）：

（1）熱工儀表校驗(yàn)儀輸出信號引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3；

（2）熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)證書信息帶來的不確定度u3；

（3）熱工儀表校驗(yàn)儀內(nèi)部溫度修正引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4；

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

對分辨力為0.1℃的，搭配E分度熱電偶的數(shù)字溫度調(diào)節(jié)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，以此為例進(jìn)行不確定度評定。

3.1 輸入量t的不確定度u（t）

3.1.1 被校數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1

用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。由于儀表分辨力為0.1℃，其區(qū)間半寬為0.05℃。分布為均勻分布，包含因子k=，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.1.2 被校數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2

在0℃、300℃、600℃進(jìn)行校準(zhǔn)，各連續(xù)測量10次，分別對每組計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S，得到：S0=0.05℃、S300=0.06℃、S600=0.05℃，u（t）=Smax=0.06℃

3.2 輸入量T的不確定度u（T）

3.2.1 熱工儀表校驗(yàn)儀輸出信號引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3

用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。由于儀表在輸出600℃時(shí)，其輸出 允 差 為 最 大 值 ±（0.02%＊45.093+0.005%＊100）mV=±0.014mV。換算成對應(yīng)E型熱電偶溫度誤差為±0.173℃。分布為均勻分布，包含因子k =，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t1）=0.173/=0.1℃

3.2.2 熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)證書信息帶來的不確定度u4

用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。由于校準(zhǔn)證書不確定度為0.2℃，其區(qū)間半寬為0.1℃。分布為均勻分布，包含因子k =，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t1）=0.1/=0.06℃

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度

4.1 不確定度分量匯總

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度Ci| Ci |u（xi）u（t） u1 數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀分辨力 0.029℃ 1 0.029℃u2 溫度指示調(diào)節(jié)儀示值重復(fù)性 0.06℃ 1 0.06℃u（T）u3 熱工儀表校驗(yàn)儀輸出信號 0.1℃ -1 0.1℃u4 熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)證書信息 0.06℃ -1 0.06℃u5 熱工儀表內(nèi)部溫度修正 0.06℃ -1 0.06℃

4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.3 擴(kuò)展不確定度

包含因子k取2，擴(kuò)展不確定度為U=k×uc=0.30℃

由于讀數(shù)到0.1℃，經(jīng)過修約 U=0.3℃，k=2

5 結(jié)語

本文簡要介紹了數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的功能用途、工作原理和測量方法，并以數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀（搭配E分度）為例，對其測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析與評定。通過建立測量模型，詳細(xì)分析了各個(gè)不確定度分量的來源，并分別給出了各個(gè)不確定度分量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)量過程，從而最終給出了合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度[2-3]。